(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、
前記圧電体を挟むように配置された一対の電極と、前記制御部に接続された一次巻き線と前記各電極に両端が接続された二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に対して並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有し、前記圧電体を駆動する駆動部と、
前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、
前記信号に基づき前記吐出量が最大となるように前記電子式可変リアクタンス素子のリアクタンスを可変し前記駆動部の駆動周波数を制御する手段を有し、かつ、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧を制御する制御部と
を具備する圧電ポンプ。
【請求項２】
請求項１に記載の圧電ポンプであって、
前記制御部は、
前記一次巻き線に供給する交流電流を生成する交流発振器と、
前記交流発振器の発振周波数を線形に可変しリセットすることを所定の周期で繰り返すように制御する手段とをさらに有し、
前記検出手段は、
前記周期に同期して基準電圧を可変する手段と、
前記基準電圧と、前記信号に基づく電圧とを比較する手段と、
前記比較手段の比較結果に基づき、前記吐出量が最大となる前記交流発振器の所定の発振周波数を検出する手段とを有し、
前記検出された所定の発振周波数に前記交流発振器の発振周波数を設定することで前記駆動部の駆動電圧を制御する圧電ポンプ。
【請求項３】
請求項１に記載の圧電ポンプであって、
前記検出手段は、前記孔からの流体の吐出量を検出する吐出量検出部を有する圧電ポン
プ。
【請求項４】
請求項１に記載の圧電ポンプであって、
前記検出手段は、前記吐出量に応じた音を検出する音検出部を有する圧電ポンプ。
【請求項５】
請求項１に記載の圧電ポンプであって、
前記制御部は、前記圧電体の駆動時と駆動停止時に前記検出手段で検出された前記信号
に基づき外乱を検出する手段を有する圧電ポンプ。
【請求項６】
外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、
前記圧電体を挟むように配置された一対の電極と、前記制御部に接続された一次巻き線と前記各電極に両端が接続された二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に対して並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有し、前記圧電体を駆動する駆動部と、
前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、
前記信号に基づき前記吐出量が最大となるように前記電子式可変リアクタンス素子のリアクタンスを可変し前記駆動部の駆動周波数を制御する手段を有し、かつ、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧を制御する制御部と
を具備する圧電ポンプが複数並列に接続された圧電ポンプ。
【請求項７】
外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、
前記圧電体を挟むように配置された一対の電極と、前記制御部に接続された一次巻き線と前記各電極に両端が接続された二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に対して並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有し、前記圧電体を駆動する駆動部と、
前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、
前記信号に基づき前記吐出量が最大となるように前記電子式可変リアクタンス素子のリアクタンスを可変し前記駆動部の駆動周波数を制御する手段を有し、かつ、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧を制御する制御部と
を具備する冷却装置。
【請求項８】
外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、
前記圧電体を挟むように配置された一対の電極と、前記制御部に接続された一次巻き線と前記各電極に両端が接続された二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に対して並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有し、前記圧電体を駆動する駆動部と、
前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、
前記信号に基づき前記吐出量が最大となるように前記電子式可変リアクタンス素子のリアクタンスを可変し前記駆動部の駆動周波数を制御する手段を有し、かつ、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧を制御する制御部と
を有する圧電ポンプを具備し、
前記圧電ポンプから噴出された流体に基づいて冷却される電子部品をさらに具備する
電子機器。
【請求項９】
請求項８に記載の電子機器であって、
前記圧電ポンプは、前記電子機器のスピーカとして兼用される電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば携帯型ビデオカメラなどの携帯型電子機器に搭載されたハードディスクドライブなどを冷却するために用いられる圧電ポンプ、冷却装置及び電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、携帯型電子機器に搭載された電子部品を冷却するための技術として、例えば気体を噴出するためのノズルを有するチャンバ内で圧電体を用いた振動板を振動させ、ノズルから冷却のための気体を噴出させる「噴流発生装置」が開示されている（特許文献１）。
【０００３】
圧電体を用いた冷却装置は、個々に固有振動数が異なり、吐出量、吸引量を最大にするためには、圧電体の駆動電圧を最適な値に制御したり、固有振動数に圧電体の駆動周波数を一致させたりする必要がある。従来では、製造ラインにおいて、冷却装置の固有振動数に駆動周波数を一致するように調整した後、その値を固定値として用いていた。
【特許文献１】特開２００６−２９７２９５号公報（段落[００２９]〜[００３１]、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、冷却装置には、圧電体の温度変化により固有振動数が変化する特性がある。そのため、従来のように駆動周波数が一定の場合には、環境温度の変化に伴い、冷却装置の吐出量、吸引量が低下してしまう、という問題がある。
【０００５】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、吐出量を適切に制御可能な圧電ポンプ、冷却装置及び電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる課題を解決するため、本発明に係る圧電ポンプは、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動部と、前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧及び駆動周波数を制御する制御部とを具備する。
【０００７】
本発明では、圧電体の固有振動数が変化しても、孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出手段により検出し、信号に基づき駆動部の駆動電圧及び駆動周波数を制御することができるので、孔からの流体の吐出量を適切な量（最大）に制御することができる。
【０００８】
前記駆動部は、前記圧電体を挟むように配置された一対の電極と、前記制御部に接続された一次巻き線と前記各電極に両端が接続された二次巻き線とを有するトランスと、前記二次巻き線に対して並列に接続された電子式可変リアクタンス素子とを有し、前記制御部は、前記信号に基づき前記吐出量が最大となるように前記電子式可変リアクタンス素子のリアクタンスを可変し前記駆動周波数を制御する手段とを有する。
【０００９】
これにより、吐出量に応じた信号に基づき電子式可変リアクタンス素子のリアクタンスを可変し、吐出量が最大となるようにすることができる。
【００１０】
前記制御部は、前記一次巻き線に供給する交流電流を生成する交流発振器と、前記交流発振器の発振周波数を線形に可変しリセットすることを所定の周期で繰り返すように制御する手段とをさらに有し、前記検出手段は、前記周期に同期して基準電圧を可変する手段と、前記基準電圧と、前記信号に基づく電圧とを比較する手段と、前記比較手段の比較結果に基づき、前記吐出量が最大となる前記交流発振器の所定の発振周波数を検出する手段とを有し、前記検出された所定の発振周波数に前記交流発振器の発振周波数を設定することで前記駆動部の駆動電圧を制御する。
【００１１】
これにより、発振周波数を線形に可変しリセットすることを所定の周期で繰り返し、周期に同期して基準電圧を可変し、基準電圧と信号に基づく電圧とを比較し、比較結果に基づき、吐出量が最大となる交流発振器の所定の駆動周波数を検出し、この所定の発振周波数に交流発振器の発振周波数を設定することで駆動部の駆動電圧を制御することができる。
【００１２】
前記検出手段は、前記孔からの流体の吐出量を検出する吐出量検出部を有する。これにより、吐出量検出部により吐出量を検出し、検出値に応じた信号に基づき、駆動電圧及び駆動周波数を制御することができる。
【００１３】
前記検出手段は、前記吐出量に応じた音を検出する音検出部を有する。これにより、音検出部により音を検出し、検出値に応じた信号に基づき、駆動電圧及び駆動周波数を制御することができる。
【００１４】
前記制御部は、前記圧電体の駆動時と駆動停止時に前記検出手段で検出された前記信号に基づき外乱を検出する手段を有する。これにより、外乱があるか否かを判断し、 吐出量を正確に制御することができる。
【００１５】
本発明に係る他の圧電ポンプは、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動部と、前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧及び駆動周波数を制御する制御部とを具備する圧電ポンプが複数並列に接続されている。
【００１６】
本発明では、冷却したい対称物がある位置に対応した圧電ポンプの固有振動数に圧電体の駆動周波数を合わせることで、冷却したい対象物を選択的かつ効率的に冷却することができる。
【００１７】
本発明に係る冷却装置は、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動部と、前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧及び駆動周波数を制御する制御部とを具備する。
【００１８】
本発明に係る電子機器は、外部から流体を内部に導入し、かつ、内部から流体を噴出するための孔と、前記孔に対向するように配置された壁部と、前記壁部を振動させるために前記壁部に設けられた圧電体とを有するポンプ本体と、前記圧電体を駆動する駆動部と、前記孔からの流体の吐出量に応じた信号を検出する検出手段と、前記信号に基づき前記駆動部の駆動電圧及び駆動周波数を制御する制御部とを具備する圧電ポンプと、前記圧電ポンプから噴出された流体に基づいて冷却される電子部品とを具備する。
【００１９】
圧電ポンプは、前記電子機器のスピーカとして兼用される。これにより、電圧印加用配線と電極との接続の信頼性に優れたスピーカを得ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように、本発明によれば、吐出量を適切に制御可能な圧電ポンプを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。  
図１は本発明の一実施形態に係る携帯型電子機器の構成を示す要部分解斜視図、図２はその携帯型電子機器のマイクロフォン及びレンズを含めた断面図、図３はその電子機器の外観図である。ここでは、携帯型電子機器として、携帯型ビデオカメラを例に取っているが、携帯電話やその他の電子機器であっても勿論構わない。
【００２２】
これらの図に示すように、携帯型ビデオカメラ１では、撮像した被写体映像はカメラ本体２の筐体３内に搭載されたＨＤＤユニット５によってビデオ記録・再生などが行われる。
【００２３】
携帯型ビデオカメラ１は、図３に示すように、カメラ部のレンズ４、撮像時の集音用のマイクロフォン６、カメラ本体２に回転可能に枢着されたモニタ兼ファインダとなるＬＣＤなどの表示部７、接眼部８、操作釦群９を備え、筐体３の底部１０には冷却装置１６が配置されている。
【００２４】
ＨＤＤユニット５のケーシング５ａは、表側（図１では裏側）がアルミダイカスト等で鋳造した金属部であり、裏側（図１では表側）は駆動用プリント基板で構成されているものが多いので表側の金属部分を下側にして熱伝導シート２１ａを介して、熱伝導率の高い、例えば銅等の金属から成る熱伝達部２０に接合される。
【００２５】
熱伝達部２０は帯状銅板の両端を互に反対方向に折り曲げた形状とし、一方の折曲片２０ａに熱伝達シート２１ａを接合し、ＨＤＤユニット５に固定する。他方の折曲片２０ｂにも、熱伝達シート２１ｂを接合し、熱伝導シート２１ｂを密閉ケーシング１９の上面に接合して、図２に示すようにＨＤＤユニット５を密閉ケーシング１９上に固定させる。
【００２６】
密閉ケーシング１９及び冷却装置１６はビス２３を介して筐体３の底部１０に固定される。従って、ＨＤＤユニット５で高温度に温められた熱は熱伝達部２０に伝達され、この熱が冷却装置１６により冷却される。
【００２７】
図４は冷却装置１６の斜視図である。  
図４に示すように、冷却装置１６は、圧電ポンプ本体３１と、圧電ポンプ本体３１に一体的に接続された駆動回路基板３２と、フローセンサ（吐出量センサ、流速センサ）１４０とを備えている。
【００２８】
圧電ポンプ本体３１は、ほぼ中央に気体を噴出するための吐出孔３３が形成されている。圧電ポンプ本体３１の四隅には、気体の通路となる孔３４が形成されている。
【００２９】
フローセンサ１４０は、吐出口３３から吐出された気体の吐出流量（流速）を検出するために用いられる。フローセンサ１４０は、圧電ポンプ本体３１の上面の吐出口３３の近くに突設するように設けられている。フローセンサ１４０については、後述するように従来のフローセンサと同様の構成のものを用いることができる。
【００３０】
駆動回路基板３２上には、圧電ポンプ本体３１を駆動するための駆動回路の一部を構成するマイクロトランス３５などが実装されている。
【００３１】
図５は冷却装置１６の底面側の斜視図、図６は圧電素子に形成された電極と円環状接続部との接続箇所を示す拡大平面図及び斜視図、図７は図６のＡ−Ａ断面図である。  
図５に示すように、圧電ポンプ本体３１の底面には、開口６１が形成されており、後述するダイヤフラム３６が露出している。ダイヤフラム３６には、圧電素子３７を介して電極３８が設けられている。
【００３２】
駆動回路基板３２からは、円環状接続部３９が導出部３９ｄを介して導出され、円環状接続部３９等には、配線４１が引き回されている。この円環状接続部３９（配線４１）は、電極３８の表面に例えば半田４０等により複数箇所で接続されている。
【００３３】
図６に示すように、圧電素子３７及び電極３８の直径Ｌ１に対して、半田４０の位置は、直径Ｌ２の円周上に設けられている。直径Ｌ２の円周上は、例えば後述するように圧電素子３７を駆動しているときに、圧電素子３７の振動の節に対応する位置である。複数の半田４０の接続箇所は、円環状接続部３９の円周方向に等間隔に設けられている。
【００３４】
図７に示すように、電極３８は、例えば圧電素子３７と同形状の金属板が用いられている。駆動回路基板３２には、スルーホールが形成されており、スルーホール内の半田４０により、電極３８と配線４１とが接続されている。
【００３５】
図８は冷却装置１６の構成を示す断面図、図９は圧電ポンプ本体３１の分解斜視図である。なお、図９では、フローセンサ１４０は図示を省略した。  
図８に示すように、冷却装置１６は、圧電ポンプ本体３１と、圧電ポンプ本体３１に一体的に接続された駆動回路基板３２とを備えている。
【００３６】
図８に示すように、圧電ポンプ本体３１は、上から順番に、天板４３、通路４２を形成するめの介挿板４４、ポンプ室の天板４５、ポンプ室内の空間を形成するための介挿板４６、ダイヤフラム３６、ダイヤフラム３６の裏面に取り付けられた圧電素子３７、電極３８、保護リング４７及びリング４７Ｂから構成される。
【００３７】
図９に示すように、天板４３は、例えば略箱形状であり、この天板４３の中央にポンプ室から噴出された気体を折曲片２０ｂ側に向けて吐出するための吐出孔３３が設けられている。なお、天板４３の上面の吐出孔３３の近くには、フローセンサ１４０が突設するように設けられている。
【００３８】
介挿板４４は、例えば略矩形状であり、通路を形成するために十字状の打ち抜き部４８を有する。ベンチュリーノズル部は上記の吐出孔３３に対応した位置、つまり介挿板４４の中央（十字状の打ち抜き部４８の交差部）に設けられている。
【００３９】
ポンプ室の天板４５は、例えば正方形状をなしており、各角部には孔５０が形成され、通路４２を形成する。天板４５は、通路４２からポンプ室内に気体を導入すると共に、ポンプ室内から吐出孔３３を介して折曲片２０ｂ側に気体を噴出するための孔５３が設けられている。
【００４０】
ポンプ室内の空間を形成するための介挿板４６は、ポンプ室内の空間を形成するための孔５５が中央に形成され、４つの角部に孔５６が形成され通路４２を形成する。介挿板４６は、ポンプ室としてある程度空間を形成するための厚さを有する。
【００４１】
ダイヤフラム３６も、上記の天板４５と同様の形状をなし、各角部に孔５７が形成され通路４２を形成する。
【００４２】
圧電素子３７は、例えば円形をなし、印加された電圧（交番電圧）に応じて振動する。圧電素子３７は、例えばチタン酸ジルコニウム酸鉛(ＰＺＴ)のような圧電材料が用いられている。
【００４３】
保護リング４７は、上記の介挿板４６などと同様の形状をなし、各角部に孔５８が形成され通路４２を形成する。
【００４４】
電極３８は、例えば圧電素子と同形状の金属板が用いられている。なお、電極３８の代わりに、圧電素子３７の表面に銀ペーストを塗布して電極を形成してもよい。
【００４５】
リング４７Ｂは、保護リング４７と同様の形状を有し、各角部の孔５９の内側にそれぞれ切り欠き部６０が形成されている。保護リング４７及びリング４７Ｂの高さは、圧電素子３７の振動によってダイヤフラム３６、圧電素子３７及び円環状接続部３９が振動の際に筐体３の底部１０にぶつかることを防止する程度の厚さを有する。
【００４６】
図１０は圧電素子３７の制御系の概略構成を示すブロック図、図１１は圧電素子３７側の回路を示す図である。  
圧電素子３７の制御系１００は、駆動制御回路３５Ａと、駆動部３５Ｂとを備えている。  
図１１に示すように、駆動部３５Ｂは、マイクロトランス３５、可変コンデンサ７９、ダイヤフラム３６及び電極３８を備えている。駆動部３５Ｂは、二次コイル３５ｂと、ダイヤフラム３６と、電極３８とが直列に接続され、可変コンデンサ７９が並列に接続された構成を有している。なお、これら以外の部分については、図１１では図示を省略した。可変コンデンサ７９は、入出力電極７９ａ、７９ｂ、可変コンデンサ７９の誘電率を変化させ容量を制御するための制御電極７９ｃ、７９ｄを備えている。例えば制御電極７９ｄが駆動回路３５Ａの出力端子に接続されている。ダイヤフラム３６と電極３８との間には圧電素子３７が配置されている。
【００４７】
駆動制御回路３５Ａは、発振器（ＯＳＣ）７０、ＡＮＤ回路７１、ＤＩＶ回路７２、カウンタ回路７３、ＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）７４、ＶＣＯ（電圧制御発振器）７５、ＦＥＴ７６、７７、最適駆動周波数サーチ回路８０、電力制御回路８１、電圧制御回路８２、ＡＮＤ回路８３、ＤＩＶ８４、カウンタ回路８５、ＤＡＣ８６及びＢＵＦ（増幅器）８７を備えている。
【００４８】
発振器７０より発振された所定周波数のクロックパルス信号は、ＡＮＤ回路７１の一方の入力端に入力される。ＡＮＤ回路７１の他方の入力端は、後述する最適駆動周波数サーチ回路８０の出力端に接続されている。最適駆動周波数サーチ回路８０の制御出力に対応するクロックパルス信号がＤＩＶ回路（分周回路）７２に入力され、ここで所定の分周率で分周され、カウンタ回路７３に入力される。カウンタ回路７３は、ＤＩＶ回路（分周回路）７２の出力パルスをカウントし、カウント結果をＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）７４に入力すると共に最適駆動周波数サーチ回路８０に入力する。ＤＡＣ７４は、カウント値をアナログ信号に変換し、ＶＣＯ７５に出力する。
【００４９】
ＶＣＯ７５の二つの出力端子は、それぞれＦＥＴ７６、７７のゲートに接続され、ＦＥＴ７６、７７のドレインはマイクロトランスの一次コイル３５ａの両端に接続されている。ＶＣＯ７５は、ＤＡＣ７４からの制御電圧に応じた周波数で各ＦＥＴ７６、７７のＯＮ／ＯＦＦを切り替える。これにより、マイクロトランスの一次コイル３５ａに流れる交流電流の周波数が制御される。
【００５０】
図１２は図１０の最適駆動周波数サーチ回路８０の詳細を示す回路図、図１３は圧電素子３７の駆動周波数と、フローセンサ１４０で検出された電圧（風速、吐出量）との関係を示す図である。
【００５１】
圧電素子３７の駆動周波数ｆを変化させると、冷却装置１６で検出される風速（吐出量）に対応する電圧Ｖは図１３に示すような特性を示す。つまり、所定の駆動周波数ｆ０で駆動しているときに、フローセンサ１４０の吐出量が最大となる。最適駆動周波数サーチ回路８０は、フローセンサ１４０の電圧Ｖ（風速、吐出量）が最大となるときの圧電素子３７の駆動周波数ｆ０を検出するための回路である。最適駆動周波数サーチ回路８０は、この吐出量（風速）が最大となる駆動周波数ｆ０を検出し、この駆動周波数ｆ０に駆動周波数ｆを固定するために用いられる。
【００５２】
図１２に示すように、最適駆動周波数サーチ回路８０は、フローセンサ１４０、増幅器（ＡＭＰ）１５２、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）１５３、エンベロープディテクタ（ＤＥＴ）１５４、コンパレータ（ＣＭＰ）１５５、ラッチ回路１５６、カウンタ回路１５７及びＤＡＣ（デジタル／アナログ変換器）１５８を備えている。
【００５３】
図１４はフローセンサ１４０の部分平面図であり、図１５は図１４のフローセンサ１４０のＢ−Ｂ断面図である。  
図１４、図１５に示すようにフローセンサ１４０は、いわゆる気体の粒子速度、例えば気体の流速（吐出量）、熱伝導量等の粒子レベルの変化を検出することができるセンサである。例えば空気の移動が生じると、フローセンサ１４０の抵抗体Ｓ１、Ｓ２の抵抗値が変化する構造を有する。フローセンサ１４０は、半導体ウェハ９０にダイヤフラム６２、抵抗体Ｓ１、Ｓ２、白金抵抗体であるコモンＣ１が形成されている。
【００５４】
図１６は圧電素子３７の駆動周波数ｆと時間（周期）との関係を示す図であり、図１７は基準となる電圧Ｖｒｅｆと、時間（周期）との関係を示す図であり、図１８はフローセンサ１４０の電圧Ｖと圧電素子３７の駆動周波数ｆとの関係を示す図である。  
フローセンサ１４０で検出された検出信号は、増幅器１５２で増幅され、ローパスフィルタ１５３に入力される。ローパスフィルタ１５３では、増幅器１５２の出力から低周波成分が抽出されて、エンベロープディテクタ（ＤＥＴ）１５４に入力される。エンベロープディテクタ（ＤＥＴ）１５４は、ローパスフィルタ１５３の出力の振幅値を検出し、この検出された振幅値に対応する電圧ＶＡをコンパレータ１５５に出力する。
【００５５】
カウンタ回路７３からの出力は、カウンタ回路１５７に入力される。カウンタ回路１５７は、カウンタ回路７３の出力パルスをカウントし、カウント結果をＤＡＣ１５８に入力する。ＤＡＣ１５８は、カウント値をアナログ信号に変換し、この変換されたアナログ信号に対応する電圧Ｖｒｅｆをコンパレータ１５５に出力する。
【００５６】
このとき、圧電素子３７の駆動周波数ｆは、図１６に示すように線形に増加しリセットすることを所定の周期Ｔ０で繰り返し、のこぎり状にスイープしており、カウンタ回路１５７のカウント値に基づき、図１７及び図１８に示すように電圧Ｖｒｅｆがこの周期Ｔ０に同期して所定値ずつ減少する。
【００５７】
コンパレータ１５５は、図１８に示すように、入力された電圧ＶＡと、電圧Ｖｒｅｆとを比較し、比較結果をラッチ回路１５６に出力する。
【００５８】
図１９はコンパレータ１５５の出力電圧と駆動周波数ｆとの関係を示す図、図２０は電圧と時間との関係を示す図である。  
電圧Ｖｒｅｆがαのときには、図１９に示すように駆動周波数ｆを変化させても電圧Ｖｒｅｆが一定である。このとき、図１２に示すラッチ回路１５６は、ＡＮＤ回路７１にＯＮを出力し、ＡＮＤ回路８３にＯＦＦを出力する。
【００５９】
電圧Ｖｒｅｆがβのときには、図１９に示すように駆動周波数ｆを変化させると駆動周波数ｆがｆ０のときに電圧Ｖｒｅｆが変化する。このとき、ラッチ回路１５６は、ＡＮＤ回路７１にＯＦＦを出力し、ＡＮＤ回路８３にＯＮを出力する。
【００６０】
このとき、図１０に示すＡＮＤ回路７１の出力がＯＦＦとなり、カウンタ回路７３のカウント値の増加がストップする。この結果、所定のカウント値がＤＡＣ７４でアナログ信号に変換され、ＤＡＣ７４からの制御電圧に応じた所定の駆動周波数ｆ０で各ＦＥＴ７６、７７のＯＮ／ＯＦＦが切り替えられる。つまり、駆動周波数ｆがスイープすることを停止させ、最適駆動周波数ｆ０に駆動周波数ｆを固定する（圧電素子３７を駆動する最適な駆動電圧を固定する）。
【００６１】
電圧制御回路８２は、二次側回路のＡ点及びＢ点の電圧を検出し、検出した電圧を基に、可変コンデンサ７９の容量を可変制御するものである。より具体的には、電圧制御回路８２は、ＡＮＤ回路８３に入力される論理値を切り替える。
【００６２】
ＡＮＤ回路８３の入力端は、電圧制御回路８２の制御出力、発振器７０の出力及び最適駆動周波数サーチ回路８０の制御出力に接続されている。電圧制御回路８２の制御出力は、目標制御量に応じてＨ（論理値）の時間と、Ｌ（論理値）の時間の比を可変した出力である。これにより、電圧制御回路８２の制御出力及び最適駆動周波数サーチ回路８０の制御出力に対応するクロックパルス信号がＤＩＶ８４に入力される。ＤＩＶ８４に入力されたクロックパルス信号は、ＤＩＶ８４で所定の分周率で分周され、カウンタ回路８５に入力される。カウンタ回路８５は、ＤＩＶ８４の出力パルスをカウントし、カウント結果をＤＡＣ８６及び電圧制御回路８２に入力する。ＤＡＣ８６は、カウント値をアナログ信号に変換し、ＢＵＦ（増幅器）８７に出力する。ＢＵＦ（増幅器）８７は、ＤＡＣ８６からの信号を増幅し可変コンデンサ７９に出力する。これにより、可変コンデンサ７９の容量を制御することができる。
【００６３】
電力制御回路８１は、デューティーを制御する信号をＶＣＯ７５に出力する。
【００６４】
このように本実施形態によれば、環境温度が変化するなどして圧電素子３７の固有振動数が変化しても、冷却装置１６の気体の吐出量に応じた信号をフローセンサ１４０により検出し、検出した信号に応じた電圧ＶＡに基づき、吐出量が最大となる所定の駆動周波数ｆ０を検出し、この駆動周波数ｆ０に駆動制御回路３５Ａの発振周波数を設定することで、圧電素子３７の駆動電圧を制御することができるので、吐出孔３３からの気体の吐出量を適切な量（最大）に制御することができる。
【００６５】
このとき、図１６に示すように、発振周波数を線形に増加しリセットすることを所定の周期Ｔ０で繰り返し、図１７に示すように周期Ｔ０に同期して基準電圧Ｖｒｅｆを減少させ、基準電圧基準電圧Ｖｒｅｆとフローセンサ１４０からの信号に基づく電圧ＶＡとをコンパレータ１５５で比較し、比較結果に基づき、吐出量が最大となる所定の駆動周波数ｆ０を検出し、駆動制御回路３５Ａの発振周波数を駆動周波数ｆ０に設定することで圧電素子３７の駆動電圧を制御する。
【００６６】
また、駆動制御回路３５Ａにより、駆動周波数を動かし、フローセンサ１４０からの信号に基づき吐出量が最大となるように可変コンデンサ７９の容量を制御することができるので、圧電素子３７の固有振動数に駆動周波数を制御し、吐出量を増加（最大にする）させることができる。例えば、駆動周波数変更後、風量（吐出量）が増加しないときに、駆動周波数を変更前の値に固定すればよい。
【００６７】
次に、冷却装置１６の一実施例について説明する。  
（１）ポンプ室の容積（面積、高さ）
直径    φ１６ｍｍ
高さ    ０．１５ｍｍ
（２）外部からの空気導入孔の面積
直径    φ１．２ｍｍ×４箇所
（３）空気の導出口の面積（吐出孔３３、孔５３）
ポンプ室の孔５３      直径    φ０．６ｍｍ
吐出孔３３    直径    φ０．８ｍｍ
（４）冷却装置１６全体の容積（面積、高さ）
面積    ２０ｍｍ×２０ｍｍ
高さ    １．６ｍｍ
（ノズルを除いた高さ。ノズルを設ける場合のノズル高さは０．８ｍｍであり、全高は２．４ｍｍ）
（５）圧電素子３７の振幅
±６μｍ程度
（６）圧電素子３７の振動周波数
２４ｋＨｚ程度
（７）圧電素子３７の直径Ｌ１
６ｍｍ
（８）円環状接続部３９の直径Ｌ２（半田４０間距離）
４ｍｍ
（１０）流量
１．０Ｌ／ｍｉｎである。
【００６８】
本発明の他の実施形態に係る冷却装置について説明する。本実施形態以降においては、上記実施形態と同一の構成等には同一の符号を付しその説明を省略し、異なる箇所を中心に説明する。
【００６９】
図２１は第２の実施の形態の冷却装置の斜視図である。  
本実施形態の電子機器２００は、発熱量が異なる図示しない電子部品がそれぞれ実装された領域ａ、領域ｂ、領域ｃ、領域ｄ及び領域ｅを有する基板１６０、各領域ａ〜領域ｅに対応して配列され並列に接続された複数台の冷却装置１７０Ａ、１７０Ｂ、１７０Ｃ、１７０Ｄ及び１７０Ｅを備えている点が異なる。
【００７０】
基板１６０の各領域ａ〜領域ｅには、この順に発熱量の多い電子部品が実装されている。つまり、基板１６０の領域ａには、最も発熱量の多い電子部品が実装され、領域ｅには最も発熱量の少ない電子部品が実装されている。
【００７１】
冷却装置１７０Ａは固有振動数がｆ１、冷却装置１７０Ｂは固有振動数がｆ２、冷却装置１７０Ｃは固有振動数がｆ３、冷却装置１７０Ｄは固有振動数がｆ４及び冷却装置１７０Ｅは固有振動数がｆ５に設定されている。固有振動数ｆ１〜ｆ５は、例えばｆ１＞ｆ２＞ｆ３＞ｆ４＞ｆ５と設定されている。
【００７２】
このような構成によれば、冷却装置１７０Ａの駆動周波数を、冷却装置１７０Ａの圧電素子の固有振動数ｆ１と同じにすることで、発熱量の最も多い電子部品が実装された領域ａに冷却装置１７０Ａから最も多い気体を吐出し効率的に冷却することができると共に、他の冷却装置１７０Ｂにより領域ｂの電子部品を冷却する等することができる。
【００７３】
また、駆動制御回路３５Ａにより駆動周波数を制御することができるので、例えば順次駆動周波数を変更して別の領域の電子部品に対応する冷却装置の固有振動数に合わせ、特定の領域のみ効率的に冷却することができる。
【００７４】
図２２は、別の冷却装置の斜視図である。  
図２２に示す冷却装置３００は、冷却装置３００の吐出量に応じた信号を検出するためにフローセンサ１４０´が、圧電ポンプ本体３１の吐出孔３３が配置されている側と反対側の面（圧電素子及びダイヤフラムが露出する側の面）に所定間隔で対向するように配置されている点が異なる。
【００７５】
この場合には、フローセンサ１４０´が大きくなっても、フローセンサ１４０´と圧電ポンプ本体３１とを所定間隔で重ねるように配設することができるので、冷却装置の厚さを容易に薄くすることができる。
【００７６】
なお、本発明は以上説明した実施の形態には限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の変形が可能である。
【００７７】
例えば、フローセンサ１４０を用いる代わりに、吐出量に応じた音を検出するマイクを用い、マイクからの信号に基づき吐出量を制御するようにしてもよい。
【００７８】
駆動制御回路３５Ａは、圧電素子３７の駆動時と駆動停止時にフローセンサ１４０で検出された信号に基づき外乱を検出するようにしてもよい。これにより、外乱の影響を排除して、より正確に吐出量を制御することができる。
【００７９】
例えば、ダイヤフラム３６は、携帯型ビデオカメラ１のスピーカとして兼用されるようにしてもよい。これにより、低コスト化及び小型薄型化を図ることができる。
【００８０】
上記実施形態では、気体を噴出して例えばＨＤＤユニット５等の電子部品を冷却したり、気体の吐出量に基づく信号を検出して冷却装置１６の駆動周波数等を制御したりする例を示した。しかし、これに限定されず、例えば水等を冷却装置１６から噴出して電子部品を冷却したり、同じフローセンサ１４０等を用いて水等の吐出量に基づく信号を検出して冷却装置１６の駆動周波数等を制御したりすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の一実施形態に係る携帯型電子機器の構成を示す要部分解斜視図である。
【図２】携帯型電子機器のマイクロフォン及びレンズを含めた断面図である。
【図３】携帯型電子機器の外観図である。
【図４】冷却装置の斜視図である。
【図５】冷却装置の底面側の斜視図である。
【図６】圧電素子に形成された電極と円環状接続部との接続箇所を示す拡大平面図及び斜視図である。
【図７】図６のＡ−Ａ断面図である。
【図８】冷却装置の構成を示す断面図である。
【図９】圧電ポンプ本体の分解斜視図である。
【図１０】圧電素子の制御系の概略構成を示すブロック図である。
【図１１】圧電素子側の回路を示す図である。
【図１２】図１０の最適駆動周波数サーチ回路の詳細を示す回路図である。
【図１３】圧電素子の駆動周波数と、フローセンサで検出された電圧（風速、吐出量）との関係を示す図である。
【図１４】フローセンサの部分平面図である。
【図１５】図１４のフローセンサのＢ−Ｂ断面図である。
【図１６】圧電素子の駆動周波数と時間（周期）との関係を示す図である。
【図１７】基準となる電圧Ｖｒｅｆと、時間（周期）との関係を示す図である。
【図１８】フローセンサの電圧と圧電素子の駆動周波数との関係を示す図である。
【図１９】コンパレータの出力電圧と駆動周波数との関係を示す図である。
【図２０】電圧と時間との関係を示す図である。
【図２１】第２の実施の形態の冷却装置の斜視図である。
【図２２】別の冷却装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  携帯型ビデオカメラ
５  ＨＤＤユニット
１６，１１０，１７０Ａ，１７０Ｂ，１７０Ｃ，１７０Ｄ，１７０Ｅ，３００  冷却装置
２５  導入孔
３１  圧電ポンプ本体
３２  駆動回路基板
３３  吐出孔
３４，５０  孔
３５Ａ  駆動制御回路
３５Ｂ  駆動部
３５  マイクロトランス
３５ａ  一次コイル
３５ｂ  二次コイル
３６  ダイヤフラム
３７  圧電素子
３８  電極
７９  可変コンデンサ
８０  最適駆動周波数サーチ回路
１４０、１４０´  フローセンサ
１５７  カウンタ回路
２００  電子機器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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